《聲納原理》課程教學(xué)大綱

聲納原理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程代碼：0330190 2、課程名稱（中文）：聲納原理 課程名稱（英文）：Principles of Sonar3、學(xué)時/學(xué)分：48/64、先修課程：水聲學(xué)原理與換能器基陣，03301405、面向?qū)ο螅盒畔辜夹g(shù)專業(yè)6、開課院（系）：航海學(xué)院聲學(xué)與信息工程系7、教材、教學(xué)參考書：教材：聲吶技術(shù)，田坦、劉國枝、孫大軍編，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2000年教學(xué)參考書：數(shù)字式聲納設(shè)計(jì)原理，李啟虎，安徽教育出版社，2002年Underwater Acoustic System Analysis, Williams S. Burdic, Prentice Hall, 1991二、課程性質(zhì)和任務(wù)航海學(xué)院信息對抗技術(shù)專業(yè)主要為國防水聲行業(yè)培養(yǎng)人才，故本課程是該專業(yè)的專業(yè)必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，期望學(xué)生掌握聲納的基本工作原理，主要是聲納的波束形成方法、測向方法、測距方法和測速方法。在掌握這些方法之后，學(xué)生需要通過參與課堂演示實(shí)驗(yàn)深入理解這些方法的實(shí)際運(yùn)用。最后，結(jié)合主講教師的科研經(jīng)歷，向?qū)W生介紹當(dāng)前國內(nèi)外最先進(jìn)的聲納系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及工作原理，從而為學(xué)生將來從事水聲科研工作奠定基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容和基本要求聲納原理的教學(xué)內(nèi)容分為八部分，具體內(nèi)容和相應(yīng)的基本要求如下（括號中標(biāo)識數(shù)字為該部分的計(jì)劃學(xué)時）：第一章 緒論(4)1聲納的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀2聲納系統(tǒng)的分類3聲納系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)4聲納方程要求：了解聲納的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀，掌握聲納系統(tǒng)的分類方法和主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)，熟練掌握聲納方程及其內(nèi)涵。本部分將采用中英文對照授課。第二章 聲納系統(tǒng)定向方法(4)1聲納系統(tǒng)定向的基本原理2最大值測向3相位法測向4振幅差值測向法5相關(guān)法測向6互譜法精確測向要求：理解聲納系統(tǒng)定向的基本原理；熟練掌握最大值測向方法、相位法測向；了解振幅差值測向法、相關(guān)測向法；掌握互譜法精確測向。第三章 聲納的波束形成技術(shù)(8)1聲納波束形成的一般原理2直線多波束陣的有關(guān)問題3直線陣相移波束形成器 4直線陣時延波束形成器5圓陣波束形成6頻域波束形成7接收方向性指數(shù)要求：理解聲納波束形成的一般原理；熟練掌握直線陣的相移波束形成和時延波束形成；掌握圓陣波束形成的基本方法；掌握頻域波束形成方法；深入理解接收方向性指數(shù)的含義。本部分將采用英文授課，學(xué)生需要提交英文撰寫的作業(yè)。第四章 聲納系統(tǒng)測距方法(6)1主動測距方法2窄帶信號的模糊函數(shù)3被動測距方法4水聲被動定位要求：熟練掌握主動測距方法；掌握窄帶信號的模糊函數(shù)；掌握被動測距方法；了解水聲被動定位的基本原理。第五章 聲納系統(tǒng)測速方法(4)1目標(biāo)速度的測量方法2本艦航速的測量方法要求：熟練掌握目標(biāo)速度的測量方法；掌握本艦航速的測量方法。第六章 聲納信號接收(2)1聲納接收機(jī)的組成2接收機(jī)工作特性曲線3動態(tài)范圍壓縮和歸一化要求：了解聲納接收機(jī)的組成；掌握接收機(jī)工作特性曲線；掌握聲納信號的動態(tài)范圍壓縮和歸一化方法。第七章 典型聲納信號處理方法(2)1主動聲納信號處理2被動聲納信號處理要求：掌握典型主動聲納信號處理和被動聲納信號處理方法。第八章 典型數(shù)字式聲納(4)1拖曳式線列陣聲納2潛艇用舷側(cè)線列陣聲納3固定式岸用聲納4合成孔徑聲納5聲納技術(shù)的發(fā)展展望。要求：了解現(xiàn)代典型數(shù)字式聲納的基本工作原理以及聲納技術(shù)的最新發(fā)展方向。四、實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）內(nèi)容和基本要求本課程實(shí)驗(yàn)為課堂演示實(shí)驗(yàn)，在航海學(xué)院大型消聲水池實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容和要求如下：第一次實(shí)驗(yàn)：聲納波束形成和方位估計(jì)實(shí)驗(yàn)（4）要求：深入理解聲納的波束形成原理和方位估計(jì)方法。第二次實(shí)驗(yàn)：主動和被動測距實(shí)驗(yàn)（4）要求：深入理解主動和被動測距原理。五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配項(xiàng)目學(xué)時講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)課其他合計(jì)第一章44第二章44第三章82414第四章6410第五章426第六章22第七章22第八章426總計(jì)3448248六、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求本課程屬于專業(yè)必修課程。學(xué)生應(yīng)該掌握聲納工作原理，并在此基礎(chǔ)上，通過教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，深入理解基本的測向、測速和測距方法。希望在教師引導(dǎo)下，學(xué)生逐步學(xué)會從前人研究問題、分析問題的過程、演繹推導(dǎo)的結(jié)果中，體會和領(lǐng)悟解決問題的方法，提高他們開展本專業(yè)科研工作的能力。在本課程中，通過一定量內(nèi)容的英語教學(xué)和相應(yīng)的英語作業(yè)，期望提高學(xué)生對專業(yè)英語的聽、譯等方面的能力。在教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會查閱本專業(yè)參考文獻(xiàn)的方法，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀和理解，為將來從事前沿性的科研工作奠定良好的專業(yè)英語基礎(chǔ)。在進(jìn)行教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)時，要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程，而不是單純地看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以促進(jìn)學(xué)生動手能力的提高。七、其它說明1學(xué)生應(yīng)遵守西北工業(yè)大學(xué)學(xué)生手冊（本科生）里有關(guān)學(xué)術(shù)誠實(shí)的條例；2學(xué)生應(yīng)上課準(zhǔn)時，專心聽講；上課期間，關(guān)閉手機(jī)。3學(xué)生應(yīng)結(jié)合英文授課內(nèi)容和英文作業(yè)，進(jìn)行一定